Дізнайтеся який закон визначає форму орбіт планет. В чому ж полягає суть трьох законів Кеплера, які пояснюють орбітальний рух?
Який закон визначає форму орбіт планет?
Закони Кеплера показують вплив гравітації на орбіти. Вони застосовуються до будь-якого об’єкта, який обертається навколо іншого: планети, що обертаються навколо Сонця, супутники, що обертаються навколо планети, космічні кораблі, що обертаються навколо Землі.
Що таке орбіта та якою є механіка орбітального руху?
В астрономії закони руху планет Кеплера, опубліковані Йоганном Кеплером між 1609 і 1619 роками, описують орбіти планет навколо Сонця. Закони модифікували геліоцентричну теорію Миколи Коперника, замінивши її кругові орбіти та епіцикли еліптичними траєкторіями та пояснюючи, як змінюються швидкості планет. Три закони стверджують, що:
- Орбіта планети являє собою еліпс із Сонцем в одному з двох фокусів.
- Відрізок лінії, що сполучає планету і Сонце, за однакові проміжки часу змітає рівні площі.
- Квадрат періоду обертання планети пропорційний кубу довжини великої півосі її орбіти.
На еліптичні орбіти планет вказували розрахунки орбіти Марса. З цього Кеплер зробив висновок, що інші тіла в Сонячній системі, включаючи ті, що знаходяться далі від Сонця, також мають еліптичні орбіти. Другий закон допомагає встановити, що коли планета знаходиться ближче до Сонця, вона рухається швидше. Третій закон говорить про те, що чим далі планета від Сонця, тим менша швидкість її обертання, і навпаки.
Перший закон Кеплера описує форму орбіти.
Орбіта планети навколо Сонця (або супутника навколо планети) не є ідеальним колом. Це еліпс — «приплюснуте» коло. Сонце (або центр планети) займає один фокус еліпса. Фокус — це одна з двох внутрішніх точок, які допомагають визначити форму еліпса. Відстань від одного фокуса до будь-якої точки на еліпсі, а потім назад до другого фокусу завжди однакова.
Другий закон Кеплера описує, як швидкість об’єкта змінюється вздовж його орбіти.
Орбітальна швидкість планети змінюється в залежності від того, на якій відстані планета знаходиться від Сонця. Чим ближче вона до Сонця, тим сильніше гравітаційне тяжіння Сонця до неї, і тим швидше вона рухається. Чим далі вона від Сонця, тим слабкіше гравітаційне тяжіння Сонця, і тим повільніше вона рухається.
Яка відстань від Землі до Місяця?
Те саме стосується орбітального супутника. Чим ближче супутник на своїй орбітальній траєкторії до планети, тим швидше він рухається.
Третій закон Кеплера порівнює рух об’єктів на орбітах різного розміру.
Планета, розташована далі від Сонця, не тільки має довший шлях, ніж ближча планета, але й рухається повільніше, оскільки гравітаційне тяжіння Сонця на неї слабкіше. Отже, чим більша орбіта планети, тим більше часу їй потрібно, щоб пройти орбіту. Те саме стосується орбітальних супутників.
Супутник, що обертається далі від планети, рухається повільніше, ніж супутник, що обертається ближче.
Джерело: howthingsfly.si.edu
